一种用于GaN基HEMT封装的石墨烯异质结基片制造技术

技术编号:41397738 阅读:3 留言:0更新日期:2024-05-20 19:21
本技术涉及芯片封装领域,具体涉及一种用于GaN基HEMT封装的石墨烯异质结基片,该基片自下而上依次包括:铜基底,制备于铜基底上的绝缘层,形成于绝缘层上的石墨烯层,设置在石墨烯层上的热沉。本技术借助石墨烯异质结的高效导热特点,实现GaN基HEMT器件运行时的有效散热,可作为传统DBC材料的一种替代品,用于器件封装并提高其安全可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及芯片封装,具体涉及一种用于gan基hemt封装的石墨烯异质结基片。


技术介绍

1、氮化镓(gan)基高电子迁移率晶体管(hemt)在功率和射频器件方面显示出日益广泛的应用前景。随着技术的不断进步,器件的集成度越来越高,功率密度越来越高,随之而来的是不断增多的热量问题。过高的热量,轻则降低器件的稳定性,重则带来严重的安全隐患。对gan基高功率器件的热量管理已成为制约其发展的重要问题之一,因此对器件的封装和散热提出越来越高的要求。为了提高gan基hemt器件的散热能力,科研工作者提出了各种封装方法,比如采用高热导率钝化层材料(cn116153996a),采用芯片倒装结构(cn108376705a)等。在各类封装技术中,直接覆铜基板(dbc)因为具有较高热导率(ain陶瓷基板:200w/(m·k)),获得了较多的关注,比如可见基于dbc的双面散热封装结构(cn116387251a)。相比于aln陶瓷,石墨烯拥有更高的热导率(>2000w/(m·k)),在散热方面已获得广泛的应用。因此,本领域技术人员提供了一种用于gan基hemt封装的石墨烯异质结基片,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本技术提供一种用于gan基hemt封装的石墨烯异质结基片,所述基片自下而上包括铜基底,制备于铜基底上的绝缘层,形成于绝缘层上的具有可压缩、可回弹特性的石墨烯层,以及设置在石墨烯层上的热沉。

2、优选地:所述铜基底为完整铜箔或经过刻蚀加工的带有特定图案化结构的铜箔。

3、优选地:所述绝缘层材料为六方氮化硼、金刚石、氧化铝、氮化硅、氮化铝、碳化硅、二氧化铪中的一种或其复合结构。

4、优选地:所述绝缘层厚度为10-100nm。

5、优选地:所述石墨烯层由多层石墨烯、氧化石墨烯及其还原产物中的一种或其复合结构组成。

6、优选地:所述石墨烯层的层间距为0.3nm-100μm,总厚度为0.1-2mm。

7、优选地:所述热沉为石墨、铜、钨铜、碳化硅陶瓷、氮化铝陶瓷中的一种。

8、本技术的技术效果和优点:

9、本技术所提供的石墨烯异质结基片,可以作为传统dbc基片的一种替代品,用于gan基hemt等高功率芯片封装;

10、石墨烯具有比aln等陶瓷更高的热传导率,可以提供更有效的散热效果,此外,石墨烯层具有可调控的层间间隙,由此可获得一定范围内的可压缩性和可回弹性,可有效缓解、释放加工过程产生的应力以及使用过程中产生的热应力,有效保护器件结构,延长使用寿命,基片结合的热沉,则可以进一步的提高散热效果。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于GaN基HEMT封装的石墨烯异质结基片,其特征在于,所述基片自下而上包括铜基底(1),制备于铜基底(1)上的绝缘层(2),形成于绝缘层(2)上的具有可压缩、可回弹特性的石墨烯层(3),以及设置在石墨烯层(3)上的热沉(4)。

2.根据权利要求1所述的一种用于GaN基HEMT封装的石墨烯异质结基片,其特征在于,所述铜基底(1)为完整铜箔或经过刻蚀加工的带有图案化结构的铜箔。

3.根据权利要求1所述的一种用于GaN基HEMT封装的石墨烯异质结基片,其特征在于,所述绝缘层(2)材料为六方氮化硼、金刚石、氧化铝、氮化硅、氮化铝、碳化硅、二氧化铪中的一种。

4.根据权利要求3所述的一种用于GaN基HEMT封装的石墨烯异质结基片,其特征在于,所述绝缘层(2)厚度为10-100nm。

5.根据权利要求1所述的一种用于GaN基HEMT封装的石墨烯异质结基片,其特征在于,所述石墨烯层(3)由多层石墨烯、氧化石墨烯及其还原产物中的一种组成。

6.根据权利要求5所述的一种用于GaN基HEMT封装的石墨烯异质结基片,其特征在于,所述石墨烯层(3)的层间距为0.3nm-100μm,总厚度为0.1-2mm。

7.根据权利要求1所述的一种用于GaN基HEMT封装的石墨烯异质结基片,其特征在于,所述热沉(4)为石墨、铜、钨铜、碳化硅陶瓷、氮化铝陶瓷中的一种。

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【技术特征摘要】

1.一种用于gan基hemt封装的石墨烯异质结基片,其特征在于,所述基片自下而上包括铜基底(1),制备于铜基底(1)上的绝缘层(2),形成于绝缘层(2)上的具有可压缩、可回弹特性的石墨烯层(3),以及设置在石墨烯层(3)上的热沉(4)。

2.根据权利要求1所述的一种用于gan基hemt封装的石墨烯异质结基片,其特征在于,所述铜基底(1)为完整铜箔或经过刻蚀加工的带有图案化结构的铜箔。

3.根据权利要求1所述的一种用于gan基hemt封装的石墨烯异质结基片,其特征在于,所述绝缘层(2)材料为六方氮化硼、金刚石、氧化铝、氮化硅、氮化铝、碳化硅、二氧化铪中的一种。

4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈鑫武山孙茂松张纪才
申请(专利权)人:阜阳师范大学
类型:新型
国别省市:

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